Cómo Chile está reclutando cerebros para buscar agujeros negros: "No es una gran quebradera de cabeza"

El equipo VLBI del Event Horizon Telescope (EHT) se reúne dos veces al año en distintos puntos del mundo para “cazar” agujeros negros. Un esfuerzo de dimensiones planetarias para observar estos enigmáticos objetos y que significó la primera imagen de ellos en 2019. Uno de estos puntos de encuentro es Chile.

El liderazgo astronómico del país no está exento de críticas, puesto que las iniciativas más grandes de observación del espacio, están en Chile, pero son financiadas por otros países, principalmente del Observatorio Europeo Austral (ESO), que reúne a 16 estados miembros de la Unión Europea y escogió a Chile como país anfitrión por la calidad de los cielos.

En este contexto, ¿cuál sería entonces el aporte real de Chile si no pone fondos? La mano de obra. Y es que muchos jóvenes están formándose para apoyar en iniciativas cómo el EHT u otras futuras como el Extremely Large Telescope (ELT), el telescopio más grande de todos los tiempos que se está construyendo en el cerro Armazones, en pleno desierto de Atacama.

Jóvenes que incluso estudiaron ingeniería sin imaginar que un día terminarían junto a grandes mentes y trabajando con los equipos más novedosos. BiobioChile, conversó con Esteban Donoso, ingeniero del Núcleo Milenio Titans y colaborador del Centro Para la Instrumentación Astronómica (CePIA), desarrollando instrumentos de medición de vapor de agua para el proyecto EHT.

“A mí me encanta aprender. Siento que este grupo da para aprender sobre tantas cosas, y tienes acceso a equipos de primer nivel, entonces se siente harto orgullo que alguien deposite tal responsabilidad en ti. No sé, cuando estaba en la universidad no me creía el cuento, decía: ‘quizás voy a hacer cosas fomes’. Y ahora siento que hago cosas súper entretenidas. Y eso no significa una gran quebradera de cabeza“, comentó.

Recordemos que, el EHT, o en español, el Telescopio del Horizonte de Sucesos, es un conjunto de radiotelescopios de todo el mundo que se vinculan telemáticamente para buscar agujeros negros. Esta iniciativa se creó porque, para observar estos objetos, los astrónomos calculaban que necesitarían un dispositivo enorme, casi del tamaño de la Tierra, algo imposible.

A falta de una estructura de tal tamaño, el EHT ocupa una técnica conocida como VLBI, o interferometría de línea de base muy larga, que permite unir observaciones de radiotelescopios separados para potenciar los datos recogidos, que tras ser procesados se convierten en imágenes e información de los agujeros negros. Desde Chile, se ocupa el Atacama Large Millimeter Array (ALMA).

Esteban, a sus 31 años, tras trabajar como ingeniero en el sector minero, ahora colabora en el equipo local del VLBI que se reúne con los científicos del EHT para las observaciones. Allí, se encarga de conectar y monitorear toda la instrumentación que implica ejecutar esta “gigantísima”, dice, recolección de datos.

De hecho, esa es su parte favorita: “A mí me gusta meter las manos, yo llegué aquí porque puedo trabajar haciendo cositas prácticas, junto con viajar, que me gusta harto. Aquí trabajo en Concepción y después cada cierto rato me toca ir a San Pedro de Atacama a hacer observaciones, aprendo un montón, y vuelvo. Después hay que ir a instalar estos equipos en San Pedro de Atacama, después en la Antártica, después en otros telescopios, después en nuevos lugares”, contó.

Midiendo el vapor de agua en la atmósfera

Observar agujeros negros no solo implica apuntar los 7 radiotelescopios que forman el conjunto del EHT hacia ellos. Si no que requiere una enorme instrumentación, preparación y mano de obra. De todo esto, Esteban forma una pequeña parte —pero clave— para las observaciones.

De hecho, está entre el Núcleo Titans y CePIA, ambas iniciativas de la Universidad de Concepción, para contribuir con el EHT. “Bajo mi rol de intermediario entre estos dos grupos de investigación, me toca aprender sobre agujeros negros y sobre instrumentación astronómica. Y por lo mismo estoy encargado de desarrollar los equipos de bajo costo para medir el vapor de agua, que es hacer harta electrónica y después ir a instalarlos a distintos lugares en terreno”, explicó en la entrevista.

Como ingeniero físico, también apoya las observaciones de agujeros en la logística, “que es un trabajo gigantísimo”, enfatizó.

“Como ingeniero físico puedes hacer montones de cosas y solo con conocimientos generales de la física, yo me he estado especializando en instrumentación. Pasé por hartas partes, siempre he estado haciendo estudios ambientales, trabajé en minería haciendo mediciones también ambientales y ahora llegué a astronomía, a hacer instrumentación astronómica”, aclaró.

Los instrumentos para medir el vapor de agua en la atmósfera, son una iniciativa de CePIA para abaratar costos en esta parte del proyecto EHT. Para identificar lugares de interés para la observación de agujeros negros, hay que medir qué tan húmeda está la atmósfera. Es decir, mapear el planeta, pero esto tendría un alto costo sin la ayuda de Esteban y el resto de su equipo.

El ingeniero explicó que “el vapor de agua atenúa la señal que viene desde el espacio, se come la señal. Entonces, si aquí hay mucho vapor de agua, te llega puro ruido o una señal muy tenue que podría incluso hacerte inútil una observación”.

Y como el EHT es un proyecto a largo plazo, se espera que crezca y se sumen más radiotelescopios, por lo que constantemente se están buscando lugares para ello. Mientras menos vapor tenga la atmósfera, mejor. Por eso ALMA está a más de 5.000 metros de altura, por ejemplo.

El medidor de vapor de agua, “es un instrumento es súper caro, del orden de 50.000 a 100.000 dólares cada uno (entre 47 a más de 90 millones en pesos chilenos). Y si te interesa mapear los distintos lugares, no sé, por ejemplo en diferentes puntos de Chile, se necesitaría un millón de dólares solo para saber si sirve o no sirve. Y no es viable. Entonces estos equipos de bajo costo cuestan menos de 1.000 dólares (1 millón de pesos) cada uno y eso te ahorra un montón de plata”, calculó Donoso.

Uno de los lugares que está en la mira a raíz de las mediciones de CePIA es la Antártica. “La Antártica de hecho es el mejor lugar para medir el vapor de agua, porque el agua no está en la atmósfera, está precipitada, entonces tiene toda el agua abajo, y para arriba es clarito”, agregó.

Allí se podría construir un nuevo radiotelescopio. “La idea es poner uno, y apenas llegue el financiamiento, sí o sí va a venir uno a Chile, y hay que decir si va en la parte del continente o en la parte de la Antártica. Y eso lo van a determinar estos equipos”, dijo.

En la búsqueda de agujeros negros

No solo los astrónomos trabajan para observar agujeros, los ingenieros hacen posible estas observaciones. “De partida, es como llegar y enchufar todos los equipos que han guardado desde la sesión anterior, que se hace en otoño y en primavera. Yo soy un ayudante más. Hay que dejar todo preparado, los instrumentos, para que los astrónomos hagan la ciencia de observar”, reveló Donoso.

Según él, es como una artesanía ingenieril, “porque es desarrollo científico, entonces nada de esto está hecho, hay un mercado que no es grande, se está haciendo esto en pocos lugares del mundo, no está todo pensado y todo falla porque es artesanal el trabajo. Entonces siempre se necesitan manos que estén ahí dispuestas a arreglar las cosas”.

“Es mucho ensayo y error, pero igual estos equipos están desarrollados en grupos de investigación importantes, hay un montón de trabajo detrás antes de que lleguen a instalarse acá en Chile. Pero de todas formas la logística de echar a andar las observaciones tiene harto trabajo“, añadió.

En 2019 vimos las primeras imágenes de agujeros negros del EHT, una capturó al Sagitario A*, que se encuentra justo en el centro de la Vía Láctea, mientras que la otra obtuvo una vista del agujero negro supermasivo M87, de la galaxia Messier.

Estas fotos tomaron años de estudios y, tras revelarse, se publicaron decenas de papers, algunos de ellos sobre la ingeniería detrás de este proceso. Esto además da cuenta de la inmensa cantidad de personas que trabajan en el EHT.

“La imagen del primer agujero negro fueron varios papers, el paper científico, el paper técnico, el lado instrumental, el lado del procesamiento de la imagen, etc. Y cada uno tenía, no sé, 150 científicos metidos por paper y cada uno de esos 150 científicos tenía por detrás todo un equipo de trabajo“, contó Esteban.

Allí también figura un porcentaje de aporte chileno. “En este caso aparece mi profe encargado, mi jefe, Neil Nagar, aparece como uno de los autores y detrás de él está todo este equipo de gente que está tanto por Milenio como por CePIA, es un equipo gigante y toda una máquina de hacer ciencia”, explicó.

Participar del desarrollo para hacer este tipo de ciencia, es lo que en pocas palabras motiva a jóvenes como Donoso, que terminan adentrándose de alguna forma en la astronomía.

“Hay un punto intermedio entre la ciencia y la ingeniería, y me encanta, yo siento que ese es mi lugar, ir desarrollando cositas para lograr hacer ciencia, con las posibilidades de la realidad que permite la ingeniería y esos nuevos desarrollos. Yo creo que con el tiempo van apareciendo nuevas técnicas que cautivan y abren nuevas puertas”, agregó.

Además, esto evidencia lo que realmente está ocurriendo en Chile con la astronomía, donde cada vez son más los cerebros que optan por esta área.

“En algún momento pensaba cuando estudiaba: ‘ya está todo inventado, voy a terminar la carrera y no voy a poder hacer nada’. Pero siempre hay nuevas ideas, siempre hay nuevas soluciones, y cada cierto tiempo aparecen soluciones vanguardistas y revolucionarias que cambian y abren nuevas áreas de investigación”, concluyó el ingeniero.